物理：35磁场对运动电荷的作用力课件新人教版选修3-1

1、3.5 3.5 磁场对运动电荷的作用力磁场对运动电荷的作用力物理新人教版选修物理新人教版选修3-13-1ks5u精品课件ks5u精品课件ks5u精品课件n随着科技的进步，极光的奥秘也越来越为我们所知，原来，这美丽的景色是太阳与大气层合作表演出来的作品。在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中，有一种能量被称为太阳风。太阳风是太阳喷射出的带电粒子，是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流。太阳风在地球上空环绕地球流动，以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场。地球磁场形如漏斗，尖端对着地球的南北两个磁极，因此太阳发出的带电粒子沿着地磁场这个漏斗沉降，进入地球的两极地区。两极的高层大气，受到太阳风的轰

2、击后会发出光芒，形成极光。在南极地区形成的叫南极光。在北极地区形成的叫北极光。 ks5u精品课件IIFFks5u精品课件ks5u精品课件运动电荷在磁场中会受到作用力吗？运动电荷在磁场中会受到作用力吗？Iks5u精品课件洛伦兹（洛伦兹（1853185319281928） 洛伦兹是荷兰物洛伦兹是荷兰物理学家、数学家，理学家、数学家，18531853年年7 7月月1818日生于日生于阿纳姆。洛伦兹创立阿纳姆。洛伦兹创立了经典电子论，提出了经典电子论，提出了洛伦兹变换公式，了洛伦兹变换公式，19021902年与其学生塞曼年与其学生塞曼共同获得诺贝尔物理共同获得诺贝尔物理学奖。为纪念洛伦兹学奖。为纪念洛

3、伦兹的卓著功勋，荷兰政的卓著功勋，荷兰政府决定从府决定从19451945年起，年起，把他的生日定为把他的生日定为“洛洛伦兹节伦兹节”。ks5u精品课件演示：阴极射线在磁场中的偏转演示：阴极射线在磁场中的偏转1 1、没有磁场时，接通高压电源可以观察到什么现象。、没有磁场时，接通高压电源可以观察到什么现象。2 2、光束实质上是什么？、光束实质上是什么？3 3、若在电子束的路径上加磁场，可以观察到什么现、若在电子束的路径上加磁场，可以观察到什么现象？象？4 4、改变磁场的方向，通过观查从而判断运动的电子、改变磁场的方向，通过观查从而判断运动的电子在各个方向磁场中的受力方向。在各个方向磁场中的受力方向

4、。ks5u精品课件一一. .磁场对运动电荷的作用力叫做磁场对运动电荷的作用力叫做 洛伦兹力洛伦兹力ks5u精品课件二、探究洛伦兹力的方向：二、探究洛伦兹力的方向：安培力是磁场对电流的作用力安培力是磁场对电流的作用力电流是电荷的定向移动形成的电流是电荷的定向移动形成的 洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力 磁场对电流的作用力实质是磁场对运磁场对电流的作用力实质是磁场对运 动电荷的作用力动电荷的作用力洛伦兹力的方向可以用洛伦兹力的方向可以用 左手定则判定左手定则判定 实验验证：实验验证：理论推导理论推导: :猜想：猜想：猜想正确猜想正确ks5u精品课件vvffks5u精

5、品课件vvBvFF垂直纸面向外垂直纸面向外 试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向 1 1、可见：以相同速度进入同一磁场的正负电荷受、可见：以相同速度进入同一磁场的正负电荷受到的洛伦兹力方向相反。到的洛伦兹力方向相反。2 2、安培力方向由左手定则判断。我们知道安培力、安培力方向由左手定则判断。我们知道安培力的方向既垂直于磁场方向，又垂直于电流方向，同的方向既垂直于磁场方向，又垂直于电流方向，同样也用左手定则判断洛伦兹力样也用左手定则判断洛伦兹力F F的方向也既垂直于的方向也既垂直于磁场磁场B B的方向又垂直于电荷运动速度的方

6、向又垂直于电荷运动速度v v的方向的方向练一练：练一练：ks5u精品课件练一练：练一练： 试判断各图中带电粒子受洛伦兹力的方向，或试判断各图中带电粒子受洛伦兹力的方向，或带电粒子的电性、或带点粒子的运动方向。带电粒子的电性、或带点粒子的运动方向。vFFvv洛伦兹力方向垂直纸面向里洛伦兹力方向垂直纸面向外vks5u精品课件 v0ks5u精品课件vqBks5u精品课件探究洛伦兹力的表达式：探究洛伦兹力的表达式： 设有一段长为设有一段长为L L，横截面积为，横截面积为S S的直导线，单位的直导线，单位体积内的自由电荷数为体积内的自由电荷数为n n，每个自由电荷的电荷量，每个自由电荷的电荷量为为q q

7、，自由电荷定向移动的速率为，自由电荷定向移动的速率为v v。这段通电导线。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为垂直磁场方向放入磁感应强度为B B的匀强磁场中，的匀强磁场中，求求（1 1）电流强度）电流强度I I。（2 2）通电导线所受的安培力。）通电导线所受的安培力。（3 3）这段导线内的自由电荷数。）这段导线内的自由电荷数。（4 4）每个电荷所受的洛伦兹力。）每个电荷所受的洛伦兹力。ks5u精品课件( (适用条件：速度方向与磁场方向垂直适用条件：速度方向与磁场方向垂直) )I=nqsvF F安安ILBILB（nqsvnqsv）LBLB总电荷数：总电荷数：nsLnsLF F洛洛VBVBks

8、5u精品课件Vsin(FBqvBv 为与 的 夹 角 ）B1B2ks5u精品课件1.1.安培力是洛伦兹力的宏观表现安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安，洛伦兹力是安培力微观表现。培力微观表现。2.2.大小关系：大小关系：F F安安NFNF洛洛（N N是导体中运动的电荷数）是导体中运动的电荷数）3.3.方向关系：方向关系：F F安安与与F F洛洛方向相同方向相同4.F4.F安安与与F F洛洛本质都是磁场对运动电荷的作用力本质都是磁场对运动电荷的作用力四四.洛伦兹力与安培力的关系：洛伦兹力与安培力的关系：ks5u精品课件洛伦兹力和电场力的区别：洛伦兹力和电场力的区别：1.1.电荷在电场中一定受

9、到电场力的作用，与其运动状态无电荷在电场中一定受到电场力的作用，与其运动状态无关；而电荷在磁场中不一定受到磁场力作用，只有相对于关；而电荷在磁场中不一定受到磁场力作用，只有相对于磁场运动且运动方向与磁场方向不平行的电荷才受磁场力磁场运动且运动方向与磁场方向不平行的电荷才受磁场力作用。作用。2.2.大小：大小：F F电电Eq,FEq,F洛洛= =BqvsinBqvsin。3.3.电荷所受电场力方向总是平行于电场线的切线方向；而电荷所受电场力方向总是平行于电场线的切线方向；而电荷所受磁场力的方向总是既垂直于磁场方向，又垂直于电荷所受磁场力的方向总是既垂直于磁场方向，又垂直于运动方向。运动方向。4.

10、4.电场力要对运动电荷做功（电荷在等势面上运动除电场力要对运动电荷做功（电荷在等势面上运动除外）；而电荷在磁场中运动时，磁场力一定不会对电荷外）；而电荷在磁场中运动时，磁场力一定不会对电荷做功。做功。ks5u精品课件 当一带正电当一带正电q q的粒子以速度的粒子以速度v v沿螺线管中轴线进沿螺线管中轴线进入该通电螺线管，若不计重力，则入该通电螺线管，若不计重力，则 A A带电粒子速度大小改变；带电粒子速度大小改变；B B带电粒子速度方向改变；带电粒子速度方向改变；C C带电粒子速度大小不变；带电粒子速度大小不变；D D带电粒子速度方向不变。带电粒子速度方向不变。CD练一练：练一练：ks5u精品

11、课件五五 电视显像管的工作原理电视显像管的工作原理主要构造:电子枪（阴极）、偏转线圈、荧光屏等电子枪（阴极）、偏转线圈、荧光屏等ks5u精品课件1 1若要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏上的若要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏上的点，偏转磁场应该沿什么方向？点，偏转磁场应该沿什么方向？五五 电视显像管的工作原理电视显像管的工作原理2 2若要使电子束打在点，磁场应该沿什么方向？若要使电子束打在点，磁场应该沿什么方向？3 3若要使电子束打在荧光屏上的位置由逐渐向点若要使电子束打在荧光屏上的位置由逐渐向点移动，偏转磁场应该怎样变化？移动，偏转磁场应该怎样变化？ks5u精品课件原理：原理： 应用电子束磁